高溫

在溫度較高的環(huán)境下，普通涂覆層會(huì)軟化或變質(zhì)，進(jìn)而失去保護(hù)效果，我們知道樹脂類的膠水在250℃以上，效能就可能會(huì)降低。如果是高溫配方樹脂，也很難在超過400℃的條件下使用。但光纖包層和芯通常是不同折射率的石英材料，恰好這兩種石英材料的適用較高的溫度，工程師們會(huì)將光纖布置在溫度較高的地方，此時(shí)涂覆層的機(jī)械強(qiáng)度就可能降低。震動(dòng)，氣流，水壓，油霧，鹽霧等惡劣的環(huán)境中會(huì)使光纖更容易破損從而斷裂失效。就是這些環(huán)境惡劣的地方，施工和維修都變得極其困難。因此在高溫環(huán)境下，樹脂類涂覆層可能并不是很好的選擇。

低溫

同樣的，在低溫環(huán)境下也會(huì)。在較低的溫度下，例如零下30℃，這個(gè)溫度通常是我國北方冬季夜晚的溫度。工程師通常利用地下敷設(shè)的方式來降低這種影響。由于低溫的存在，樹脂材料或聚合物往往變得很脆，結(jié)合石英本身脆性的增加，光纖更加容易破碎。現(xiàn)代通信光纜內(nèi)部多層緩沖裝置，在低溫下也具有較好的性能，但問題是分布式傳感類的光纖，需要暴露在環(huán)境中，感知環(huán)境的變化，所以更加容易破裂。

使用目的

另一個(gè)問題是和使用目的有關(guān)，通信類光纖如SMF-9/125放在鎧纜里面，但如果是光纖傳感，將光纖固定到基材板上，光纖表面處理后會(huì)更加合適。光纖包層外部進(jìn)行金屬化處理，鍍相應(yīng)的金屬材料，可以對(duì)光纖進(jìn)行保護(hù)，然后用焊接直接把光纖固定在被測(cè)量基板上，對(duì)實(shí)際應(yīng)用而言，是有幫助的。

鍍層材料的選擇：

準(zhǔn)確的說來，是鍍層材料的彈性模量，熱膨脹系數(shù)等參數(shù)對(duì)光纖本身造成影響。對(duì)于常見的鎳鍍層，隨著彈性模量的增大，被鍍后的光纖靈敏度有下降的趨勢(shì)，對(duì)泊松比系數(shù)而言，泊松比增大，靈敏度增大。熱膨脹系數(shù)越大的金屬，靈敏度和形變就越大。這幾個(gè)因素通常相互制約影響。通常選擇鎳、鋁、銅、金等金屬進(jìn)行表面鍍層。

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金屬鍍層光纖

紫外/可見/近紅外石英光纖(200~2400nm)

耐高溫單模光纖（聚酰亞胺涂敷）

化學(xué)鍍工藝基本流程：

①去除涂敷層：通常光纖表面是涂敷了丙烯酸酯或聚酰亞胺等聚合物涂層的。在進(jìn)行化學(xué)鍍前應(yīng)該將其去除，通常的方式有兩種。

第一種：使用機(jī)械剝離，如光纖鉗等將涂覆層去除，但這種方式容易損傷光纖表面，在應(yīng)用時(shí)就會(huì)出問題。

另一種：就是使用溶劑，化學(xué)鍍是金屬離子逐漸在光纖表面層積的過程，當(dāng)光纖表面本身不平時(shí)，化學(xué)鍍層將會(huì)放大這種缺陷，所以我們常使用溶劑來去除涂覆層。

②表面清潔：表面清潔常使用無水乙醇，用乙醇浸泡，然后去離子水沖洗，沖洗后干燥備用。

③粗化：粗化的作用是增加基體表面與金屬鍍層的結(jié)合力，石英表面完整的硅氧四面體結(jié)構(gòu)中斷，但由于這種不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)會(huì)使表面形成水膜，后面的熱處理工藝就比較重要了。

④熱處理：熱處理工藝比較重要。

⑤敏化：敏化的作用是處理非金屬表面，將裸光纖浸沒在酸性敏化液中，放置，敏化液的反應(yīng)物吸附在光纖表面。

⑥活化：活化步驟和敏化配合使用，形成化學(xué)鍍層金屬的結(jié)晶核心。

---掃描電鏡外觀---

---鍍層處理后光纖---

從電鏡圖中可以觀察到鍍層處理后的光纖的表面形貌，包括粗糙程度，損傷劃痕，相對(duì)厚度等，鍍層均勻度，由于金屬本身的種類不同，反射光澤等也不太相同。

另一個(gè)重要的指標(biāo)就是光纖抗拉強(qiáng)度檢測(cè)，金屬鍍層表面質(zhì)量、厚度、金屬種類及其與光纖的結(jié)合情況，是影響光纖機(jī)械強(qiáng)度的重要因素，當(dāng)鍍層表面凹凸不平，裂紋、斷層等缺陷存在時(shí)，表面鍍層容易應(yīng)力集中，應(yīng)力集中導(dǎo)致先期裂紋，加劇應(yīng)力集中點(diǎn)轉(zhuǎn)移，最后導(dǎo)致斷裂。我們可以使用光纖拉伸試驗(yàn)裝置，來測(cè)量光纖的實(shí)際抗拉強(qiáng)度。

---光纖拉伸試驗(yàn)機(jī)---

上圖就是光纖拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，通常150微米的鍍銅光纖，能承受13N的拉力。

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